Energia cinetica

Contenuto

• Differenza tra energia cinetica ed energia potenziale
• Formula di calcolo dell'energia cinetica
• Esercizi di energia cinetica
• Esempi di energia cinetica
• Altri tipi di energia

Il Energia cinetica È quello acquisito da un corpo a causa del suo movimento e che è definito come la quantità di lavoro necessaria per accelerare un corpo a riposo e di una data massa ad una velocità prestabilita.

Ha detto energia Si acquisisce tramite un'accelerazione, dopodiché l'oggetto lo manterrà identico fino a quando la velocità non varia (accelera o rallenta) quindi, per fermarsi, ci vorrà un lavoro negativo della stessa grandezza della sua energia cinetica accumulata. Quindi, più lungo è il tempo in cui la forza iniziale agisce sul corpo in movimento, maggiore è la velocità raggiunta e maggiore è l'energia cinetica ottenuta.

Differenza tra energia cinetica ed energia potenziale

L'energia cinetica, insieme all'energia potenziale, si sommano al totale dell'energia meccanica (E_m = E_c + E_p). Questi due modi di energia meccanica, cinetica e potenziale, si distinguono in quanto quest'ultima è la quantità di energia associata alla posizione occupata da un oggetto a riposo e può essere di tre tipi:

• Energia potenziale gravitazionale. Dipende dall'altezza alla quale sono posizionati gli oggetti e dall'attrazione che la gravità eserciterebbe su di essi.
• Energia potenziale elastica. È quello che si verifica quando un oggetto elastico riacquista la sua forma originaria, come una molla quando decompresso.
• Energia potenziale elettrica. È il contenuto del lavoro svolto da un campo elettrico specifico, quando una carica elettrica al suo interno si sposta da un punto del campo all'infinito.

Guarda anche: Esempi di energia potenziale

Formula di calcolo dell'energia cinetica

L'energia cinetica è rappresentata dal simbolo E_c (a volte anche E_– o E₊ o anche T o K) e la sua formula di calcolo classica è E_c = ½. m. v²dove m rappresenta la massa (in Kg) ev rappresenta la velocità (in m / s). L'unità di misura dell'energia cinetica è Joule (J): 1 J = 1 kg. m²/ S².

Dato un sistema di coordinate cartesiane, la formula di calcolo dell'energia cinetica avrà la seguente forma: E_c= ½. m (X² + ẏ² + ¿²)

Queste formulazioni variano nella meccanica relativistica e nella meccanica quantistica.

Esercizi di energia cinetica

1. Un'auto da 860 kg viaggia a 50 km / h. Quale sarà la sua energia cinetica?

Per prima cosa trasformiamo i 50 km / ha m / s = 13,9 m / se applichiamo la formula di calcolo:

E_c = ½. 860 kg. (13,9 m / s)² = 83.000 J.

1. Una pietra con una massa di 1500 Kg rotola giù da una collina accumulando un'energia cinetica di 675000 J. A che velocità si muove la pietra?

Poiché Ec = ½. m .v² abbiamo 675000 J = ½. 1500 Kg. v²e quando risolviamo l'ignoto, dobbiamo v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, da cui v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s, e infine: v = 30 m / s dopo aver risolto la radice quadrata di 900.

Esempi di energia cinetica

1. Un uomo su uno skateboard. Uno skateboarder sulla U di cemento sperimenta sia l'energia potenziale (quando si ferma alle sue estremità per un istante) sia l'energia cinetica (quando riprende il movimento verso il basso e verso l'alto). Uno skateboarder con una massa corporea maggiore acquisirà un'energia cinetica maggiore, ma anche uno il cui skateboard gli consente di andare a velocità più elevate.
2. Un vaso di porcellana che cade. Quando la gravità agisce sul vaso di porcellana scattato accidentalmente, l'energia cinetica si accumula nel tuo corpo mentre scende e viene rilasciata mentre si schianta contro il suolo. Il lavoro iniziale prodotto dal viaggio accelera il corpo rompendo il suo stato di equilibrio e il resto è fatto dalla gravità della Terra.
3. Una palla lanciata. Stampando la nostra forza su una palla ferma, la acceleriamo abbastanza da percorrere la distanza tra noi e un compagno di giochi, dandogli così un'energia cinetica che poi, quando la affronta, il nostro partner deve contrastare con un lavoro di uguale o maggiore grandezza. e quindi fermare il movimento. Se la palla è più grande ci vorrà più lavoro per fermarla rispetto a se è piccola.
4. Una pietra su una collina. Supponiamo di spingere una pietra su una collina. Il lavoro che facciamo quando lo spingiamo deve essere maggiore dell'energia potenziale della pietra e dell'attrazione della gravità sulla sua massa, altrimenti non saremo in grado di spostarla o, peggio ancora, ci schiaccerà. Se, come Sisifo, la pietra scende dal pendio opposto verso l'altro lato, rilascerà la sua energia potenziale in energia cinetica mentre cade in discesa. Questa energia cinetica dipenderà dalla massa della pietra e dalla velocità che acquisisce nella sua caduta.
5. Un carro sulle montagne russe acquisisce energia cinetica cadendo e aumenta la sua velocità. Qualche istante prima che inizi la sua discesa, il carrello avrà energia potenziale e non cinetica; Ma una volta iniziato il movimento, tutta l'energia potenziale diventa cinetica e raggiunge il suo punto massimo non appena finisce la caduta e inizia la nuova ascesa. Per inciso, questa energia sarà maggiore se il carro è pieno di persone che se è vuoto (avrà una massa maggiore).

Altri tipi di energia